Nagonasienne
W historii roślin wykształcenie nasion było bardzo ważną zmianą. Nasiona potrafią skuteczniej niż zarodniki zapewnić trwanie i rozprzestrzenianie gatunków. Sprawiły, że przed wytwarzającymi je roślinami nasiennymi otworzyły się nowe środowiska.
do organów zaliczamy m.in. korzenie, łodygi i liście;
mchy i paprotniki rozmnażają się za pomocą zarodników.
opisywać miejsca występowania roślin nagonasiennych na Ziemi i ich przystosowania do warunków życia;
opisywać charakterystyczne cechy roślin nagonasiennych;
rozpoznawać najczęściej spotykane gatunki nagonasiennych;
przedstawiać znaczenie nagonasiennych.
1. Środowiska życia roślin nagonasiennych
Rośliny nagonasienneRośliny nagonasienne to rośliny naczyniowe, które, choć nie wytwarzają owoców, rozsiewają się za pomocą nasion. Większość nagonasiennych to rośliny iglaste, nazywane tak ze względu na budowę liści, które przybierają kształt igieł.
Nagonasienne to drzewa i krzewy żyjące wyłącznie na lądzie. Rosną od równika po koła podbiegunowe, na górskich zboczach, wilgotnych nizinach i półpustyniach. W Ameryce Północnej i Eurazji w strefie klimatu umiarkowanego chłodnego tworzą duże kompleksy leśne nazywane tajgą. W strefie klimatu umiarkowanego, tam, gdzie nie wstępuje wieczna zmarzlina, tworzą lasy iglaste (bory) lub mieszane. Odpowiednie warunki życia znajdują również w łagodnym i ciepłym klimacie strefy Morza Śródziemnego. Żyjącymi na półkuli północnej drzewami iglastymi są m.in. sosna, jodła, świerk, modrzew. W ciepłych i wilgotnych strefach klimatycznych rosną na przykład cedry, cyprysy, sekwoje.
W australijskim Parku Narodowym Wollemi odkryto roślinę iglastą – wollemię, która do niedawna znana była jedynie ze szczątków kopalnych współczesnych dinozaurom. Dziś jej naturalne stanowisko okryte jest tajemnicą. Zastanów się, jaki może być powód zatajenia naturalnego miejsca występowania tej rzadkiej rośliny.
2. Przystosowania sosny do warunków środowiska
Sosna to pospolita roślina nagonasienna. Tworzy bory sosnowe na piaszczystych ubogich glebach środkowej i północnej Polski. Dzięki masywnym, wrastającym głęboko w podłoże korzeniom i grubym zdrewniałym łodygom może rosnąć wysoko i jest odporna na działanie wiatrów. Łodyga sosny, nazywana pniem, unosi wyrastające w regularnych odstępach gałęzie. Razem tworzą one koronę drzewa. Kształt pnia i korony (pokrój drzewa) zależą od ilości światła docierającego do rośliny. Sosny występujące w zwartym drzewostanie mają wysokie, smukłe pnie i niewielkie korony. Są to osobniki, które dzięki zdolności do szybkiego wzrostu pokonały wolniej rosnących konkurentów do światła. Inne drzewa, a nawet ich własne gałęzie, zostały przez nie zacienione, straciły igły i obumarły. W przeciwieństwie do drzew rosnących we wnętrzu lasu sosny rosnące samotnie w pełnym oświetleniu nie są wysokie i mają rozłożyste, gęste korony osadzone na krótkim, grubym pniu.
Liście sosny zwyczajnej mają postać wąskich i dosyć długich szaroniebieskich igiełigieł, które wyrastają po dwie ze skróconych pędów (krótkopędów). Długość i liczba igieł to ważne cechy, na podstawie których rozróżnia się gatunki sosny. Igły sosny są zimozielone, dlatego także w zimie mogą prowadzić fotosyntezę. Budowa igieł większości drzew nagonasiennych klimatu umiarkowanego i chłodnego stanowi przystosowanie do warunków suszy i mrozu. Ich kształt to wynik redukcji powierzchni, co ogranicza parowanie wody z liści. Pokrywa je gruba skórka osłonięta warstwą wosku, chroniąca liście przed nadmierną utratą wody. Pomaga to roślinom przetrwać długie zimowe miesiące, gdy zamarznięta gleba uniemożliwia pobieranie wody.
Utarło się przekonanie, że drzewa iglaste (z wyjątkiem modrzewia, którego miękkie igły pozbawione warstwy ochronnej opadają każdej jesieni) nie zrzucają liści na zimę. Skąd w takim razie bierze się gruba warstwa igliwia w lesie świerkowym lub sosnowym?
Obejrzyj wieloletnią gałąź sosny lub świerka i spróbuj ustalić, ile pokoleń igieł na nich występuje.
Gruba kora chroni pnie przed działaniem silnych mrozów i wysychaniem oraz przed uszkodzeniami mechanicznymi. Przez pnie roślin iglastych, a także przez ich igły, przebiegają liczne kanały wytwarzające żywicę – substancję, która służy roślinom do zasklepiania ran. Rośliny nagonasienne, jak sosna, mogą osiągać duże rozmiary dzięki dobrze wykształconym, usztywniającym wysokie łodygi tkankom mechanicznym oraz dzięki zdolnym do transportu wody na sam szczyt drzewa tkankom przewodzącym.
Naszkicuj pokrój sosny rosnącej na brzegu lasu. Zaznacz, z której strony znajduje się otwarta przestrzeń, a z której ściana lasu. Wyjaśnij, dlaczego korona jest niesymetryczna. Porównaj pokrój sosny rosnącej na brzegu lasu z pokrojem sosny rosnącej samotnie na przykład w ogrodzie, szkółce hodowlanej lub innej wolnej przestrzeni.
Jak oświetlona jest sosna na brzegu lasu?
3. Rozmnażanie sosny
Sosna rozmnaża się płciowo. Gamety są wytwarzane w szyszkach żeńskich i męskich. W maju na szczycie młodych pędów pojawiają się małe, czerwonawe szyszeczki, złożone z drobnych łusek. Na każdej łusce leżą dwa zalążki. W zalążkach znajdują się gamety żeńskie. U podstawy innych młodych gałązek umieszczone są niewielkie, jajowate szyszki męskie. Produkują one ogromne ilości lekkiego, żółtego pyłku, w którym ukryte są gamety męskie. Po wysypaniu pyłku szyszki męskie zasychają i odpadają.
Ziarna pyłku podczas pylenia sosny osiadają na wszystkich powierzchniach, czasem w dużej odległości od drzewa. Niektóre z nich trafiają na zalążki. Wtedy gamety męskie mogą połączyć się z gametami żeńskimi i dochodzi do zapłodnienia. Z zapłodnionej komórki jajowej rozwija się zarodek nowej rośliny. Odbywa się to w zalążku, który z czasem przekształca się w nasiono. Szyszki żeńskie w tym czasie rosną i drewnieją, a nasiona rozwijają się i dojrzewają. Proces ten trwa trzy lata. Zarówno zalążki, jak i nasiona są nagie – leżą na łuskach szyszek, nie są okryte żadną osłoną. Z tego powodu rośliny takie, jak sosna, noszą nazwę nagozalążkowych i nagonasiennych.
Rośliny nagonasienne rozmnażają się płciowo. Nie wytwarzają owoców.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DEi6p4Sl1
Podaj przynajmniej dwa powody, dla których szyszki męskie wyrastają w pobliżu końca gałązek dolnej części korony drzewa, a nie w głębi korony.
4. Sosna jako roślina wiatropylna i wiatrosiewna
Sosna jest rośliną wiatropylną, ponieważ ziarna pyłku są przenoszone przez wiatr. Rośliny wiatropylne produkują ogromne ilości pyłku, który na zalążki pada przypadkiem. Taki sposób zapylania jest skuteczny dzięki temu, że pyłek ma niewielkie rozmiary oraz struktury ułatwiające jego unoszenie. U sosny ziarna pyłku mają dwa pęcherze wypełnione powietrzem. Szansę na przeniesienie na duże odległości ma pyłek wytwarzany wysoko na drzewie. Przystosowaniem do wiatropylności jest także rozmieszczenie szyszek żeńskich w zewnętrznej części korony drzewa.
Nasiona sosny zwyczajnej także są przenoszone przez wiatr, dlatego określamy ją jako roślinę wiatrosiewnąwiatrosiewną. Nasiona są drobne, lekkie i mają skrzydełka, które wydłużają czas opadania na ziemię. Podmuchy wiatru mogą je przenieść na duże odległości od drzewa, na którym powstały. Wtedy kiełkujące z nich siewki nie muszą konkurować z rośliną macierzystą o światło czy wodę.
Nasiona chronią swoją cenną zawartość lepiej niż zarodniki. Zarodnik jest pojedynczą komórką przystosowaną do przetrwania trudnych warunków. W skład nasiona natomiast oprócz zarodka wchodzi tkanka zapasowa, z której on korzysta, oraz gruba, odporna łupina nasienna.
Znalezioną w parku lub lesie szyszkę umieść w ciepłym i suchym pomieszczeniu, a po kilku dniach mocno nasącz ją wodą. Zaobserwuj i opisz położenie łusek. Wyjaśnij, jakie znaczenie ma zaobserwowane zjawisko dla nasion tej rośliny.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Animacja przedstawia kolejne etapy cyklu rozwojowego sosny. Najpierw widać gałązkę z szyszkami. Pojawiają się większe grafiki przedstawiające szyszkę męską, a potem żeńską. Następnie przybliżenie na szyszkę żeńską i przedstawienie zalążków. Później schemat przedstawiający jak ziarna pyłku z szyszki męskiej przenoszone są na szyszkę żeńską i zapylają zalążki. Potem przybliżenie na zalążek. Następnie przedstawiona dojrzała szyszka. Po niej grafika siewki sosny.
Obserwacja przystosowań nasion do przenoszenia przez wiatr.
nasiona sosny ze skrzydełkami lotnymi i kilka nasion bez skrzydełek.
Upuść z uniesionej w górę ręki kilka nasion sosny ze skrzydełkami lotnymi i kilka nasion pozbawionych skrzydełek. Obserwuj ich lot i porównaj szybkość opadania. Dmuchając, spróbuj utrzymać je w powietrzu jak najdłużej.
Narysuj tor opadania nasion ze skrzydełkami i bez.
Sformułuj i zapisz wniosek.
Te nasiona, które wolniej opadają, podczas wietrznej pogody dłużej pozostaną w powietrzu i dalej polecą.
5. Krajowe rośliny nagonasienne
Rośliny iglaste są charakterystycznym elementem krajobrazów Polski. Można je łatwo rozpoznać po obecności igieł i szyszek. Wśród rodzimych gatunków najczęściej spotykane są: świerk pospolity, jodła pospolita, modrzew europejski, cis pospolity, jałowiec pospolity oraz różne gatunki sosen. Wiele spotykanych w Polsce gatunków drzew iglastych to rośliny niewystępujące naturalnie w naszym środowisku, sprowadzone głównie jako rośliny ozdobne i użytkowe.
Świerk pospolity rośnie w północno‑wschodniej Polsce oraz w wyższych partiach gór. Osiąga około 45 m wysokości. Ma krótkie, ostro zakończone, graniaste i kłujące igły, które pojedynczo wyrastają z pędu i utrzymują się na nim przez 5‑7 lat. Jego długie i walcowate szyszki zwisają z gałązek, a po dojrzeniu w całości opadają na ziemię.
Jodła pospolita występuje na południu Polski w niższych partiach gór. Jest potężnym drzewem o gęstej koronie dorastającym do 50 m wysokości. Jej płaskie igły wyrastają pojedynczo. Są zaokrąglone na szczycie i nie kłują tak, jak igły świerka. Z wierzchu są ciemnozielone, a od spodu mają dwa białe paski. Szyszki jodły są walcowate, a zanim dojrzeją, stoją na gałęziach, zaś po dojrzeniu rozpadają się na pojedyncze łuski.
Modrzew europejski dorasta do 35 m wysokości. Ma jasnozielone, miękkie igły, które rosną w pęczkach, a jesienią żółkną i opadają. Szyszki są niewielkie, jajowate, skierowane do góry.
Cis pospolity można spotkać w naturalnych siedliskach w górach i północno‑zachodniej Polsce. Zwykle jest krzewem lub niewielkim drzewem. Ma płaskie, miękkie, ostro zakończone ciemnozielone igły o jasnozielonym spodzie. Cis nie wytwarza szyszek, jego nasiona otoczone są czerwoną soczystą osłoną – osnówką. Cała roślina z wyjątkiem osnówki, którą żywią się ptaki, posiada właściwości trujące. Uprawne odmiany cisa często sadzi się w parkach i ogrodach. Cisy należą do roślin długowiecznych. Ocenia się, że mogą żyć nawet do 3 tys. lat.
Jałowiec pospolity jest krzewem występującym powszechnie w borach sosnowych. Ma krótkie, sinozielone, ostre i kłujące igły, wyrastające po trzy wokół pędu. Jesienią powstają na nich mięsiste, granatowe szyszkojagodyszyszkojagody.
Sosna limba występuje w Tatrach. Jest drzewem osiągającym 20 m wysokości. Można ją rozpoznać po pięciu długich i sztywnych igłach wyrastających ze skróconego pędu. Jej jajowate szyszki rozpadają się, uwalniając nasiona pozbawione skrzydełek.
Kosodrzewina jest gatunkiem sosny. Tworzy krzewiaste zarośla w górnych partiach gór. Jej krótkie i bardzo sztywne igły wyrastają po dwie ze skróconego pędu. Szyszki są małe, okrągławe.
Wyobraź sobie, że kupujesz choinkę na święta. Dostępne są tanie świerki i drogie jodły. Wyjaśnij, w jaki sposób poznasz, czy nie zaoferowo ci świerka w cenie jodły.
Porównanie igieł różnych gatunków roślin iglastych.
okazy podpisanych gałązek sosny zwyczajnej, kosodrzewiny, świerka, cisu, jodły;
linijka;
lupa.
Porównaj igły na gałązce
cisa, jodły i świerku;
sosny zwyczajnej i kosodrzewiny.
Policz, ile igieł wyrasta z każdego pęczka (krótkopędu), i stwierdź, czym różni się nasada igieł.
Zmierz igły.
Określ dotykiem, czy ich kształt jest płaski, graniasty, okrągły, trójkątny lub inny.
Porównaj czubki igieł.
Wykonaj rysunkową dokumentację obserwacji.
Obserwacja igieł pozwala na szybkie rozróżnienie drzew iglastych. Pomagają w tym takie cechy, jak liczba igieł wyrastających z krótkopędu, ich kształt, barwa, twardość, kształt czubka igły.
Wymień nazwy krajowych roślin iglastych, których dojrzałe szyszki możesz zebrać do swojej kolekcji. Czy możesz skompletować szyszki wszystkich gatunków? Uzasadnij swoją odpowiedź.
Co dzieje się z dojrzałą szyszką jodły?
6. Nagonasienne w cieplejszych strefach klimatycznych
Wiele gatunków roślin iglastych żyjących na półkuli północnej to ogromne drzewa. Należą do nich na przykład mamutowce, które dożywają sędziwego wieku około 2,5‑3 tys. lat. Kiedyś występowały w Ameryce Północnej, zachodniej Europie i wschodniej Azji. Obecnie w stanie dzikim spotykane są jedynie w Kalifornii. W Europie uprawia się je jako drzewa ozdobne. Mamutowiec olbrzymi (sekwoja) jest największą rośliną iglastą na świecie, osiąga wysokość ponad 100 m i średnicę pnia 12 m. Równie imponujące rozmiary ma daglezja zielona dorastająca nawet do 110 m wysokości. Żyje kilkaset lat. W naturalnych siedliskach występuje w zachodniej części Ameryki Północnej.
Pinie, cyprysy i cedry to rośliny charakterystyczne dla rejonów śródziemnomorskich. Sosna pinia tworzy malownicze gaje na północnym wybrzeżu Morza Śródziemnego. Jest drzewem o dużej, parasolowatej koronie. Cyprys wiecznie zielony to wysokie, strzeliste drzewo, często sadzone w parkowych alejach ze względu na wąską i stożkowatą koronę. Cedr libański naturalnie występuje na terenie Syrii, Libanu i Turcji. Jest dużym drzewem o rozłożystej, płaskiej koronie.
Do nagonasiennych należy welwiczia, osobliwa roślina pustynna o krótkim i grubym pniu schowanym pod ziemią. Wyrastają z niego tylko dwa skórzaste, niepodzielone, taśmowate liście rosnące przez całe ponad stuletnie życie rośliny. W naturze występuje na pustyni Namib w Afryce.
Miłorząb japoński przed milionami lat występował na znacznych obszarach Ziemi. Obecnie w naturze spotkać go można jedynie w Chinach. Osiąga wysokość do 30 m. Jest rośliną dwupienną. Sadzony jest w parkach i ogrodach na całym świecie. Do takich nasadzeń lepiej wybierać tylko osobniki męskie, gdyż dojrzałe nasiona wytwarzane przez osobniki żeńskie wydzielają bardzo nieprzyjemną woń.
7. Znaczenie roślin nagonasiennych
Rośliny nagonasienne mają duży wpływ na funkcjonowanie przyrody, a tym samym na życie człowieka. Produkują tlen, oczyszczają powietrze, pochłaniając dwutlenek węgla i zatrzymując pyły, spowalniają parowanie wody z powierzchni Ziemi. Tworzą lasy i zarośla, które stanowią środowisko życia dla ogromnej liczby gatunków zwierząt i innych organizmów. Ich nasiona i igły są pokarmem owadów, ssaków, ptaków. Lasy kształtują mikroklimat, chroniąc przed silnymi wiatrami, łagodząc upały. Górskie lasy są naturalną ochroną przed powodziami, lawinami i osuwiskami ziemi. Chronią glebę przed wysuszeniem i wymywaniem.
Drewno pozyskiwane z drzew iglastych jest cennym surowcem w wielu dziedzinach gospodarki. Wykorzystuje się je do budowy domów, konstrukcji okien i ogrodzeń, produkcji mebli i papieru. Drzewa iglaste dostarczają żywicy niezbędnej do produkcji terpentyny. Zastygła żywicażywica drzew iglastych żyjących około 50 mln lat temu utworzyła bursztyn – surowiec, z którego wyrabia się biżuterię, ozdoby i przedmioty użytkowe. Substancje pozyskiwane z liści miłorzębu i cisa są wykorzystywane do produkcji leków. Nasiona niektórych roślin iglastych, np. orzeszki piniowe i „owoce” jałowca, stosuje się w kuchni jako przyprawy i składniki potraw. Ze względu na atrakcyjny wygląd wiele gatunków roślin nagonasiennych to rośliny ozdobne.
Wyjaśnij, dlaczego drzewa iglaste gorzej nadają się do obsadzania ulic w miastach niż drzewa liściaste.
Zanieczyszczenia pobierane ze środowiska gromadzone są m.in. w liściach.
Drzewa iglaste dostarczają wielu wrażeń estetycznych, mogą być również natchnieniem dla artystów. Rzymskie sosny były inspiracją włoskiego kompozytora Ottorina Respighiego do napisania dzieła, którego jedną z części jest symfonia Pinie rzymskie. Część tego utworu jest ilustracją Villi Borghese w Rzymie.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Pokaz slajdów przedstawiający ogrody Villi Borghese w Rzymie
Podsumowanie
Nagonasienne to rośliny typowo lądowe zasiedlające środowiska na całej Ziemi, będące głównym składnikiem tajgi, borów iglastych i domieszką w lasach mieszanych.
Rośliny nagonasienne wytwarzają korzenie, łodygi i liście oraz nasiona, które rozwijają się na nieosłoniętych łuskach szyszek żeńskich.
Nasiona to organy przetrwalne chroniące zarodek i zapewniające mu substancje odżywcze w pierwszym etapie życia. Służą również do rozprzestrzeniania roślin.
Większość nagonasiennych to rośliny iglaste, wiatropylne i wiatrosiewne.
1. Wymień po 3 cechy, na podstawie których odróżnisz świerk i modrzew, jodłę i cis.
2. Opisz przystosowania świerka do
a. prowadzenia fotosyntezy,
b. rozsiewania nasion,
c. niedostatku wody w zimie.
Słowniczek
silnie wydłużony, płaski, półokrągły lub graniasty liść roślin iglastych
inaczej nagozalążkowe; wiatropylne rośliny naczyniowe, których nieosłonięte zalążki spoczywają na łuskach szyszek żeńskich, a nasiona nie są zamknięte w owocu
mała szyszka o mięsistych, zrośniętych ze sobą łuskach
roznoszenie nasion przez wiatr
substancja wytwarzana przez rośliny, głównie drzewa iglaste, do zasklepiania ran; otrzymuje się z niej m.in. leki, terpentynę, farby i lakiery
Zadania
Wskaż cechy, które ułatwiają roślinom iglastym życie w mroźnym i suchym środowisku.
- liście w kształcie igieł
- głęboko rozrastające się korzenie
- korzenie przekształcone w organy spichrzowe
- igły pokryte woskiem
- liście o szerokich blaszkach
- igły zimozielone
- gruba kora
Zaznacz cechy, które charakteryzują rośliny iglaste.
- liście przekształcone w igły
- wytwarzanie zarodników
- obecność owoców
- nieosłonięte nasiona
- nagie zalążki
- zdrewniałe łodygi
- nasiona chronione w owocu
Oceń poprawność zdań i zaznacz odpowiedź Prawda lub Fałsz.
| Prawda | Fałsz | |
| Sosna jest rośliną wiatropylną. | □ | □ |
| Z każdego krótkopędu sosny zwyczajnej wyrastają po dwie igły. | □ | □ |
| Dojrzałe szyszki sosny rozpadają się na drzewie, uwalniając nasiona. | □ | □ |
| Czerwonawa szyszka rosnąca na szczycie tegorocznego pędu produkuje ziarna pyłku. | □ | □ |
| Nasiona powstają w szyszkach męskich. | □ | □ |
Zaznacz informacje prawdziwe.
- Sosna jest rośliną naczyniową.
- W nasionie sosny ukryty jest zarodek nowej rośliny.
- Nasiona sosny zwyczajnej rozprzestrzeniane są przez zwierzęta.
- Rozmnażanie sosny jest uzależnione od obecności wody.
- Zalążki sosny leżące na łuskach są okryte mięsistą osłonką.